Bir atomu parçalandığında ne olur?
Kısa Bilgi
Bir atomu parçalandığında ne olur?
Atomları bölmek muazzam miktarda enerji açığa çıkarır.Bu sürece fisyon denir.Ancak herhangi bir atom fisyona yanıt vermeyebilir.Fisyon, doğru türde atom gerektirir ve uranyum, özellikle uranyum-235 (U-235), nükleer güç ve atom bombalarının üretiminde tercih edilen atomdur.
Bu ‘235’, atomun çekirdeğindeki veya merkezindeki nötron ve protonların toplamıdır.Protonların pozitif bir elektrik yükü vardır ve nötronların yükü yoktur.U-235 çekirdeğindeki proton sayısı 92’dir;Bu, çekirdeğin etrafında yörüngelerde dönen, negatif yüklü aynı sayıda elektronla eşleşir.235’ten 92 çıkarırsanız çekirdekteki nötron sayısı olan 143’ü elde edersiniz.
Uranyum’un özellikleri nelerdir?
Uranyum, Dünya üzerinde ortak bir elementtir ve Dünya’nın oluştuğundan beri buralardadır.U-235 atomu, çekirdek parçalarını çoğunlukla iki proton ve iki nötrondan oluşan alfa parçacıkları atarak tek başına daha az radyoaktif bir elemente ‘bozunur’ veya değişir (dönüşür).Radyoaktivite, bir atomun çekirdeğinden parçacıkların veya ışınların akışı veya yayılmasıdır.Bazen ‘nükleer bozulma’ terimi kullanılır.Bu doğal radyoaktivite her zaman oluyor.Bir avuç U-235 atomunun tamamen kurşuna dönüşmesi milyarlarca yıl alır, çünkü bir avuç içinde milli borcumuzun büyüklüğüne oldukça yakın bir gazilyon atom var!
Ancak uranyum-235’in değişikliğe uğrayabileceği gerçeği, bilim insanlarına 1930’ların sonlarında umut verici bir ipucu verdi.Bir nötron bir U-235 çekirdeğine çarparsa ne olur?Pozitif ve pozitif veya negatif ve negatif gibi aynı yüke sahip parçacıklar birbirini iter.Öyleyse bir nötron olması gerekir, çünkü pozitif yüklü (proton) bir parçacık çekirdekteki pozitif protonlar tarafından itilir ve negatif yüklü (elektron) bir parçacık zaten çekirdeğin etrafında dönen negatif elektronlar tarafından itilir.
Radyoaktivitenin özellikleri nelerdir?
Almanya’da Lisa Meitner, Fritz Strassman, Otto Frisch ve Otto Hahn ve İtalya’da Enrico Fermi, radyoaktiviteyi ilk yapay olarak indükleyen isim oldu.Bir nötron bir uranyum çekirdeğine yüksek hızda çarparsa, çekirdekten sağa doğru gider ve diğer taraftan çıkar.Atoma hiçbir şey olmaz.Ancak bir nötron, uranyum çekirdeğine çarpmadan önce yeterince yavaşlatılabilirse, bölünen çekirdeği deforme eder.Her parça, orijinal atomun protonlarından ve elektronlarından bir pay alarak, farklı elementlerden iki atom, tipik olarak baryum ve kripton ortaya çıkarır.
Nükleer zincirleme reaksiyon nedir?
İki yeni elementle birlikte en az iki nötron açığa çıkar.Bu nötronların her biri diğer iki uranyum atomunu ayırabilir.Ve bu atomlar bölündüğünde, en az dört nötron dört uranyum atomunu daha böler.Bu kademeli etki bir uranyum kütlesi boyunca devam ederken, bir zincirleme reaksiyonumuz var.Bu işlem, tüm U-235 atomları bölünene kadar devam eder.
Esasen kontrolden çıkmış bir nükleer zincir reaksiyonu olan atom bombasında olan budur.Fisyon sürecinde, küçük bir parça kütle kaybolur ve bu kayıp kütle, patlama, ısı ve ışığın saf enerjisine dönüşür.Kütle ve enerji arasındaki denkliği açıklayan denklem Albert Einstein’ın ünlü “enerji eşittir kütle çarpı ışık hızının karesi” dir (E = mc2 ). E joule cinsinden enerjidir, m kilogram cinsinden kütledir ve c saniyede metre cinsinden ışığın hızıdır.
Nükleer enerji nererelerde kulllanılır?
Nükleer enerji santralleri ve nükleer uçak gemileri ve denizaltıları uranyum-235 kullanıyor, ancak atomların bölünme oranını muazzam bir şekilde yavaşlatan kontrollü bir zincir reaksiyonu ile.
Bomba olarak doğal uranyum kullanmanın bir yolu yok.Doğal uranyum çoğunlukla uranyum-238’dir;sadece yüzde 0,7 U-235’tir.Bu, 140 uranyum atomundan birinin U-235 türünden olduğunu söylemenin başka bir yoludur.Santrallerde kullanılan uranyum yüzde 3 zenginleştiriliyor;yani her yüz atomdan üçü U-235’tir.Bir bombada kullanılan uranyum, yaklaşık yüzde 90 U-235’e kadar zenginleştirilmelidir.Yani bir nükleer santral nükleer bomba gibi patlayamaz.
Uranyum nasıl zenginleştirilir?
Uranium’u zenginleştirmek için şu anda mevcut olan iki ticari yöntem: Gaz santrifüjleme ve gazlı difüzyon.Her ikisi de büyük ölçekli üretim tesisleri gerektirir.Her ikisi de aynı zamanda pazara para gerektirir ve zaman alıcı ve sıkıcı.Gaz santrifüj yöntemi, daha ağır U-238 atomunun dışa sarıldığı ve daha hafif U-235 atomunun dönme merkezinin yakınında toplandığı bir dizi döner silindir kullanır.Eski zamanlı çiftçinin krem ayırıcısının süslü bir versiyonudur.Gazlı difüzyon işlemi, gazlı bileşik uranyum heksaflorürü elde etmek için ham uranyumun flor gazı ile karıştırılmasını içerir.Bu gaz, içinde küçük deliklerle ekranları bombardıman eder.Küçük U-235 atomları geçerken, daha büyük U-238 atomları yapmaz.Bu işlem herhangi bir örnek için binlerce kez tekrarlanır ve her seferinde uranyum biraz daha U-235 ve biraz daha az U-238 şeklinde gerçekleşir.
Haberleri takip ettiyseniz, İran’ın uranyumu zenginleştirdiğini fark etmişsinizdir.Liderleri barışçıl amaçlarla olduğunu söylüyor, ancak Batılı hükümetler niyetlerinin şüpheli olduğunu düşünüyor;bir nükleer santralin kullanılmış yakıt çubuklarından elde edilen plütonyum işlenebilir ve bir bombaya dönüştürülebilir.Plütonyum-239, nükleer enerji santralindeki fisyonun yan ürünlerinden biridir.Pu-239, kullanılmış yakıt çubuklarından kimyasal olarak ayrılabilir.Pu-239, silah üreticileri için iyi bir seçimdir ve Ağustos 1945’te Japonya’ya atılan ikinci bombada kullanıldı.
Uranyum çekirdeği hakkında ilginç bilgiler
Bu kısa video’yu izleyerek uranyum çekirdeği hakkında detaylı bilgi alabilirsiniz.
Bu konuyu forum sitemiz üzerinden tartışmak için hemen tıkla